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1 # 青桐春雨
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2 # 遠處之光
當然有啊。量子力學是現代物理的基石,波粒兩象性是量子力學的邏輯起點。量子力學的世界觀和方法論都是建立在波粒兩象性的基礎之上。如果沒了波粒兩象性,就有得編造一套新的邏輯體系去重新賦予量子力學新的意涵。但是,目前還沒人能編造出來。
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3 # 悟鴿
“波粒二象性”是前輩科學家的誤論,發電原理已經說明了原子與原子的“影響”關係,故波粒二象性是不存在的,原因原理我就不講了,(因為是我的個人觀點)。前輩科學家的許多理論多有不正確!
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4 # 物理新視野
這是一個本不該敏感的挑戰性話題,筆者認為,「波粒二象性」當然有自己的一席地位,但不能遏制其它先進理論問世。
諸如:牛頓三定律、引力定律、光電效應原理、電磁感應定律、質量/能量/電量/動量/角動量之五大守恆與轉換原理。
提示:不要超語境的苛求科學原理。
任何真理都有特定的適用條件,無條件原理或者絕對真理是不存在的。
舉證:有人說萬有引力定律涉嫌超距,牛頓也沒說過可超距,其實只要把空間換時間變成時間版的引力定律,即可釋疑:
F=Gm₁m₂/r²=Gm₁m₂/(ct)²
=G"m₁m₂/t²...(1)
其中,r=ct,G"=G/c²...(2)
諸如:宇宙爆脹論、電子躍遷論、不確定理論、量子糾纏論、愛氏相對論、標準粒子論、波粒二象性、黑洞視界論、超弦論。
提示:不要把科學理論誇大為科學原理。
即使理論可以解釋某些現象,但只要稍有不自洽,就不能晉升為科學原理。
舉證:電子躍遷論,可能存在兩個不自洽,即與有關原理或事實不協同:
①「電子吸能」不自洽。其實電子內空間是極密的飽和態,不能再吸收輻射能;
②「電子躍遷」不自洽,其實軌道之間必有運動的軌跡,不可能超距性的躍遷。
2. 科學理論也要遵循【斷後證】法則斷後證 (Judge and Reason) 的意思是:
如果你主張了一個斷言,就必須給出充要的證據,即:【誰主張誰舉證】。
或者說,主張者必須自證清白,主張者不可要求別人為其舉證,但可以被別人證偽。
若舉證不嚴密,或有瑕疵,或違和原理,或無法驗證,則該主張就是偽命題或謬論。
科學理論與法律訴求的邏輯一樣,要遵守斷後證的遊戲規則,這是科學思維的底線。
對某現象的解釋可以有不同的方案,每個方案是平權的,不可以學術霸權以強凌弱。
大路朝天各走各路。不同理論間彼此尊重。正路只有一條,孰是孰非,時間會告訴。
要秉承實事求是的科學精神。不要以勢壓人,譁眾取寵的玩意,終將退出歷史舞臺。
3. 關於「光的發生機制」的三種理論就「光的發生機制」而言,有三種理論。
①光的波動說:光是光源激發真空場必有場介質的電磁輻射波,本質是真空場。
②光的粒子說:光是光源發射出來的無需場介質的離散光子簇,本質是光子簇。
4. 「有無真空場」是光爭議的焦點本節是本題的基礎條件,雖愛氏相對論否定真空場的存在,但真空不空已成共識。
下面的一打問題,旨在切入真空態、真空場、場介質、場效應的初步認知。
1)真空態是特殊物態?
參考:不是,而是基本物態。
2)真空場是場介質麼?
參考:是的,而且是基本介質。
3)電磁場是場介質麼?
參考:是的,是被擠壓的場介質。
4)引力場是場介質麼?
參考:是的,是被電子擾動的場介質。
5)電磁波是場效應麼?
參考:是的,是電子切向運動激發的。
6)引力波是場效應麼?
參考:是的,是電子自旋運動激發的。
7)機械波是場效應麼?
參考:是的,是分散激元運動激發的。
8)各種力由什麼傳遞?
參考:動力學的力,皆由真空場傳遞。
9)各種能由什麼傳遞?
參考:無論什麼能,皆由真空場傳遞。
10)電子內部是真空麼?
參考:電子內空間是最高密度的場介質。
11)光子內部是真空麼?
參考:光子是虛構場量子,是真空態。
12)介子內部是真空麼?
參考:介子是虛構場量子,是真空態。
4.2 為了避免超距論,可以有下規定①真空態定義,真空態是不含亞原子的只含虛構場量子的非幾何形態的真實空間。
②宇宙是空的:無論是電子內空間還是外空間,宇宙中的一切存在形式都是真空場。
④電子的外部,空而不空,是極低密度的真空場。地球輻射帶充斥等離子體與真空場。微波輻射帶充斥電子耗散的場量子。
5. 【量子場效應】VS【場效應量子】本節講:量子的概念與分類,量子間的關聯,即量子場效應VS場效應量子。
5.1 量子的定義與分類定義1:量子(quantums)是基於場效應(field effect)關聯的實量子(real)與虛量子(virtual)的統稱。
定義2:實量子(real quantums)是以高密度場存在的實粒子(real particles)。
諸如:電子、核子、原子、分子、大分子、細胞電荷簇。電子是實量子的基元成分。
定義3:虛量子(virtual quantums)是以低密度場介質存在的虛粒子(virtual particles)。
諸如:引力子(γ)、光子(γ)、聲子(γ)、膠子(g)、介子(W±/Z⁰)。虛量子也叫玻色子。
5.2 量子場效應的概念量子激發的場效應,簡稱量子場效應,主要指量子激發真空場介質的三個效應:
①電磁輻射效應:也叫光電效應,作為波源的實量子切向運動擠壓並擾動了真空場,激發場介質波動或電磁輻射,
½m△v²=(m/m₀)△hc/λ...(3)
②場的質增效應:由於場空間受到擠壓而伴隨場密度有所增大:其質量增量(m")為:
m"=m₀(R/r)³...(4)
其中,R是電子軌跡半徑,r是光子半徑。該方程可取代「希格斯場質增機制」。
5.3 場效應量子的概念場效應量子,或稱「虛量子化」,是把量子激發的場效應量子化的測量手段。這裡有五個要點。
要點1:所有虛量子或玻色子,統稱場量子,在不考慮引力子時,可歸一為光子。例如把膠子與聲子看成若干光子的簇。
要點2:光子是各種能、各種力、各種波的傳播子,可以看成電磁正弦波的一個波節。其波節長度即波長,波節拓撲的圓盤半徑叫光子半徑:r=λ/2π...(5)
要點3:雖然光子並不實際存在,但是由於光子參量,如波長、頻率、密度、溫度,代表場效應的強度指標,總是與實量子之間有共時的函式關係,故光子與電子一樣具有逆向的場效應。
要點4:光子是有質量、有能量、有體積的虛粒子,光子質量可恆為電子質量常數,這樣,光子密度與波長成反比,與頻率或溫度成正比,
這就不再涉嫌黑體模型的「紫外災難」問題。只要光子是零維質點,就必然涉及第二次數學危機之類的困惑。
要點5:相鄰光子之高能態在長途湧動過程中,總會因為低能態真空場的吸能傳播而衰減,簡稱【熵增性紅移】。
可以把哈勃常數H₀,修正為初始頻率到終端頻率的降頻倍率,即
H₀=74km/s/Mpc...(6)
H₀=3.76×10¹²Hz/Hz/Mpc...(7)
考慮到實際工作中,電磁輻射的紅移現象,絕大多數情況不會超越背景輻射帶或拉格朗日平衡點之內,即大約150萬千米。
可將單位光程[Mpc]調整為[Mkm],有:
Mpc=3.26×10⁶×9.46×10¹⁵=3.1×10¹³km
H₀=3.76×10¹²÷(3.1×10¹³)...(8)
H₀=0.12Hz/Hz/Mkm...(9)
光每走100萬千米則降頻0.12倍。可見,
紅移很遲鈍,可近似把單色光處理為【全同光子】:初始光子≡接收光子,即:
即:f₀≡fₙ,λ₀≡λₙ...(10)
6.「波粒二象性」的不自洽問題從第3第4第5三節很容易看出波粒二象性的瑕疵,也是歷史侷限不得已的調和產物。
首先要釐清「德布魯伊物質波」的本意。
德布魯伊物質波,也叫概率波。這是因愛因斯坦力薦的諾獎理念,並作為微觀世界動力學的核心法則之一。
6.1 德布魯伊物質波的概念德布魯伊認為,作為實量子的核外電子,在原子內空間的沒有運動軌跡,都是隨機性的突然分佈在某個點位,構成電子雲。
他的波不是常規理解的像水波或風波或地震波之類的正弦波圖景。
換言之,他的物質波都是「離散的雲」,不是連續的「波」。
可以有1個實量子云,如:1個電子雲,1個核子云,1個原子雲,1個分子云,1個子彈雲,1個流星雲,1個行星雲,1個恆星雲,
可以有1個虛量子云,如:光子云,1個引力子云,1個膠子云,1個介子云,1個聲子云。按此邏輯,電磁波是1束光子云。
6.2 德布魯伊物質波方程常有的單電子物質波方程為:
λᴅ=h/p=h/m₀v...(11)
其中,m₀是電子質量,v是電子運動速度。
通用的大粒子物質波方程為:
λᴅ=h/p=h/mv...(12)
其中,m是實體質量,v是實體運動速度。
就單電子物質波的波長而言,似乎看不出有多大問題,但是對於大粒子物質波而言,我們發覺有點不對勁。請看第6.3節的分析。
6.3 波粒二象性的幾個瑕疵這裡的瑕疵不是「瑕不掩瑜」的瑕。某種意義上,可能是致命的弱點。
這幾個瑕疵,是筆者困惑了幾十年,經過數百次的推敲與驗證,給出幾個典型的質疑與證據,讀者不要急著下結論,我斷續幾十年,你也得玩味幾天吧。
瑕疵1,物質波與光電效應,不協同。
愛因斯坦的光電效應方程,也是獲得諾獎的重要原理。大意是,如果外加電源迫使核外電子加速運動獲得動能增量,達到一定閾值,該「束縛電子」就會掙脫核電荷的束縛,變成光電子或「自由電子」,與此同時,光電子激發出電磁輻射能增量,此時的光子頻率,叫極限頻率,電源施加的能量叫脫出功。
eU=½m₀△v²=h△f...(13)
顯然,電子震盪速度平方(v²)與光子輻射頻率(f)成正比,可推電子激發的光子波長
λ=2hc/m₀v²...(14)
此式也可作為原子光譜的波段方程,電子震盪的不同速度,對應激發光子的不同波長。
方程(14)顯然與德布魯伊物質波方程(11)的大不一樣。而描述電子行為是一樣的。
考察β線電子初速度v≈c,愛氏「電子激發波」與德氏「電子物質波」有何差別。
λ=2hc/m₀v²=2h/m₀c...(15)
λᴅ=h/m₀v=h/m₀c...(16)
這裡,λ=2λᴅ...(17)
兩個波長相差1倍,還不打緊,問題是,對於大粒子物質波而言,差別就離奇了。
據筆者研究,大粒子切向運動,激發電磁輻射,遵從熱力學第一定律:
½mv²=1.5kT=(m/m₀)hc/λ...(18)
可推,該粒子激發的電磁輻射波長依然是
λ=2hc/m₀v²...(14)
可見:大質量粒子激發的光子波長,相當於其所含1個電子伴隨速度(v)所激發波長。
解:按德布魯伊物質波方程(12),有:
λᴅ=h/mv
=6.63×10⁻³⁴÷(10³×10³)
=6.63×10⁻⁴⁰[m]
請讀者注意:此波長比所謂最小的「普朗克尺度」Lᴘ≥1.62×10⁻³⁵米小10000倍❗
fᴅ=c/λᴅ
=3×10⁸÷(6.63×10⁻⁴⁰)
=4.52×10⁴⁷[Hz]
該導彈物質波的頻率,比伽瑪光子的頻率約為f≈10²⁰Hz高出10²⁷倍❗
不管這兩個德布魯伊引數有多奇葩,關鍵是我們要思考,有何實際意義。
如果我們按方程(18)與方程(14)來求導彈擠壓真空場所激發的光子波長,則有:
λ=2hc/m₀v²
=2×6.63×10⁻³⁴×3×10⁸÷(9.1×10⁻³¹×10⁶)
=43.7[cm],相當於無線電波的短波。
瑕疵2,粒子運動無軌跡,涉嫌超距論
這個比較容易理解。量子力學有一個不成文的規定,說「電子運動無軌跡」,還有兩個變相說法「電子同時身在各地」、「電子可以同時正反轉」。
據稱,這是微觀運動的「詭異現象」,不能用常規的經邏輯來理解。
要問為什麼,回答很狠——就這樣,沒有為什麼,愛信不信,愛咋咋地。
不過,這些說法是最典型的超距論,凡是智力反抗主義者,都不以為然。
這個問題,點到為止,留給讀者們定奪,我這裡不必多費筆墨。
瑕疵3,零維粒子,密度無窮大災難
基於波粒二象性理論,量子力學把所有的微觀粒子,例如夸克、電子、繆子、中微子、質子、中子等費米子,例如膠子、介子、光子、引力子、希格斯子等玻色子,一律看成沒有體積的零維粒子,換言之,所有粒子都是一個質點。
這就勢必導致:它們都有質量與能量與電量,但就是不能有質密與能密與荷密,否則就會導致密度無窮的災難,包括所謂的紫外災難。這樣的後果與第二次數學危機,沒什麼兩樣。我還是在此點到為止。
瑕疵4,無法解釋分散激元的機械波
波粒二象性理論,無法解釋機械波的發生機制與傳播機制。
因為,它們的光子都是從波源粒子「肚子裡吐出來」的,都是像「發射光子彈」一樣射出來的,而不是從真空場激發出來的。
二象主義者,當然無法解釋機械波的光學支與聲學支,也不可能解釋電磁波的工作原理。請回看前文相關解釋,不再贅述。
結語量子力學,雖然已有上百年的發展,但依然處於小兒科階段,出現一些問題很正常,畢竟涉及物理學的深水區,畢竟在追究終結性的天機。上帝說了,天機不可洩露。
如何把「物理思維」與「數學思維」切合起來,如何把「純自然」與「超自然」切合起來,對於物理大家來說,依然任重道遠。
(完)
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波與粒,隱與顯,是沒錯的。
搞理論科學的,田裡澆糞的,都是隨著當下的意識(第六識)在執行。當下見到什麼,就確定了什麼,過去未來的狀態都隱而不現,當下未見之事物亦隱而不現。
無論學了多少知識,搞了多少發明,成就了多麼非凡的理論,都只存在於一段或長或短的意識中,意識一死其中的內容也隨之滅。
意識生滅如夢。究竟的真理唯深細潛隱的末那識(第七識)可證得,意識只是末那識探索事物的一個工具,意識與末那識之間也沒有實在的物質聯接,是如來藏(第八識)依因輸出果,而彷彿完成了聯接。末那識與如來藏也沒有實在的物質聯接,末那識亦是如來藏中顯現的事物,存之久遠,但也是可滅盡的。